ハイパースペクトルセンサの開発状況について

ハイパースペクトルセンサの開発状況について
ALOS-2/3 ワークショップ
平成22 年3月25日産総研秋葉原コンベンションセンター
１．開発仕様目的
(1) 広域を高空間分解能マルチスペクトルセンサによる迅速な観測
ASTER (VNIR)
Multiシステム（VNIR)
空間分解能： 15m
観測幅
： 60km
空間分解能： 5m
観測幅
： 90km
バンド数
：３バンド
波長(μm）： 0.52～0.86
バンド数：４バンド（青バンド追加）
波長(μm)
： 0.45～0.9
(2) ハイパースペクトルセンサによる対象物の識別能力の飛躍的向上
ASTER (VNIR/SWIR)
空間分解能： VNIR/15m、
SWIR/30m
観測幅
： 60km
バンド数
： VNIR/３、SWIR/６
波長域(μm）： 0.52～2.43
Hyperシステム(VNIR/SWIR)
空間分解能： 30m
観測幅
： 30km
バンド数
： 185バンド
波長帯域(μm)
： 0.4～2.5
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
2
２．ASTERとの性能比較
空間分解能
マルチ
ハイパー
VNIR
15m
5m
30m
SWIR
30m
－
30m
TIR
90m
－
－
60km
90km
30km
観測幅
VNIR
0.52 - 0.60 μm
0.63 - 0.69 μm
0.76 - 0.86 μm
0.45
0.52
0.63
0.76
-
0.52
0.60
0.69
0.90
μm
μm
μm
μm
0.4 - 0.97 μm
Wavelength Sampling Interval;
Average 10nm
57 bands
SWIR
1.6 – 1.7μm
2.145 – 2.185 μm
2.185 – 2.225 μm
2.235 – 2.285 μm
2.295 – 2.365 μm
2.36 – 2.43 μm
－
0.9 - 2.5 μm
Wavelength Sampling Interval;
Average 12.5nm
128 bands
TIR
8.125 ～11.65 μm
5 バンド
－
－
VNIR
> 200
> 200
> 450 @ 0.62 μm
SWIR
> 200/ >100/ >75
－
> 300 @ 2.1 μm
TIR
(NEdT)
0.3K
－
－
観測波長域
S/N比
ハイパー/マルチ
ASTER
項目
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
3
３．機器主要諸元
ハイパースペクトルセンサ
VNIR
SWIR
マルチスペクトルセンサ
30m
5m
観測幅
30km
90km
光学系
軸はずし３枚鏡
軸はずし３枚鏡
空間分解能
分光器
Offner Type
Offner Type
検出器
Si CMOS
MCT
Si CCD
SN比
≥ 450
＠620nm
≥ 300
＠2,100nm
≥ 200
ダイナミックレンジ
12 bit
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
12 bit
4
４．機器外観
ハイパースペクトルセンサ
マルチスペクトルセンサ
10月29日 PDR1資料の抜粋
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
5
５．ハイパースペクトルセンサ波長校正方式
打ち上げ前（地上データ取得）
校正部を
標準分光器により校正
センサの波長校正
校正用フィルタ
/ハロゲンランプ
Arランプ
標準分光器
（He-Neレーザ)
打ち上げ後
機上校正部による校正
(波長シフトの有無の確
認)
校正用フィルタ
/ハロゲンランプ
地上検証(画像による確認)
標準観測サイト
地球大気の吸収線
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
6
６．開発日程
FY2006
FY2007
FY2008
概念設計
センサ開発
（NEDO/JAROS/
NEC)
FY2009
FY2010
FY2011
FY2012
FY2013
FY2014
基本設計
詳細設計
維持設計
打上予定
評価モデル
フライトモデル
利用基盤技術
の研究開発
（METI/ERSDAC)
実利用化技術研究・情報抽出技術研究開発
スペクトルデータベース構築
センサの校正
データ処理y等に
係る研究開発
(METI)
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
7
７．海外センサとの性能比較（ハイパー）
衛星/センサ名
/国
本プロジェクト
波長域
(μm)
バンド数
0.4～0.97μm
0.9～2.5μm
５７
128
波長分
解能
空間分
解能
S/N
現状
10nm
12.5nm
30m
450＠620nm
300＠2,100nm
2014?年?打ち上げ
予定
(ALOS-3)
備考
マルチとの混載
EO-1/Hyperion
/米、NASA
0.4-1.0
1.0-2.5
60
150 (計210)
10nm
30m
140-190@550-700nm
96@1,225nm
38@2,125nm
2000年11月打上げ
PROBA/CHRIS
/ESA、英
0.4-1.05
61
5-12nm
18m/36m
200
2001年10月打上げ
VNIR帯のみ
HySI
/インド
0.4-0.95
64
8nm
505.6m
不明
2008年4月打ち上
げ
1ndian Mini Sat-1
Multi（MX)
OPTSAT2
/中国
0.45-0.95
128?
5nm?
100m
不明
2008年9月打上げ
光学２機打ち上げ
マルチと連携
TacSat-3/
ARTEMIS
/米、空軍
VNIR/SWIR
(詳細は不明)
不明
不明
不明
不明
2009年5月19日打
ち上げ
オンボード処理。
10分後に地上でデー
タ入手可能
HyspIRIと共通設計
HICO
/米、NRL
0.38-1.0
124
5nm
100m
200(海洋観測)
2009年9月HTVに
て打ち上げ
JEM曝露部搭載
PRISMA
/伊
0.4-1,010
920-2,505
92
157
10nm以下
30m
650@650nm
400＠1,550nm
200@2,100nm
計画中
(2012年打上げ予
定)
PAN(5m)と連携
EnMAP
/独
0.42-1.0
0.95-1.39
1.489-1.76
1.95-2.45
94
6.5nm
10nm
10nm
10nm
30m
500@495nm
計画中
(2014年打上げ予
定)
VNIRとSWIRで重複
観測部分あり
SWIR帯は大気の吸
収帯のバンドを省略
0.38-2.5
213
10ｎm
60m
計画中(2020打上
予定)
熱赤外6chとの連携
HyspIRI
/米、JPL
134
150@,2200nm
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
8
７．諸外国の動向調査（ドイツ）
•
–
–
–
–
–
–
–
–
–
•
DLRを中心とした官民プロジェクトとして計画さ
れている。
サイエンス用途を第一優先
航空機センサのARESと連動しt、利用技術も含
めた開発をおこなっている。
2014年打上げ予定
Phase C/D/E1をスタートしている
軌道高度：643km
設計寿命は5年
回帰日数：23日
衛星ポインティング機能あり
搭載機器
–
•
EnMAPの外観
EnMAP
Hyper単独ミッション
ハイパースペクトルセンサ
–
–
–
–
–
バンド数：228バンド（可視～短波長赤外）
波長分解能：
6.5nm（VNIR)、10nm（SWIR)
空間分解能：30m
観測幅：30km
S/N：500＠495nm、150@2200
出所：4thESA/PROBA WS
センサ名
EnMAP
バンド数
228(VNIR:94、SWIR:134)
波長域
420nm – 1000nm (VNIR)
900nm – 2450nm (SWIR)
波長分解能
6.5nm（VNIR)、10nm（SWIR)
空間分解能
30m (Hyper)
観測幅
30km
S/N
500＠495nm(波長幅10nm換算)
150@2200
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
9
７．諸外国の動向調査（イタリア）
•
–
–
–
–
–
–
–
•
ASIが2008年1月に立ち上げたハイパー＆パンクロ
センサ搭載衛星プロジェクト
2011年打上げ予定
過去にASIが検討してきたHypSEO(HyperSpectral
Earth Observer)、CIA(Camera Iperspettrale
Avanzata)、JHM(Joint Hyperspectral Mission：カ
ナダとの共同プロジェクト)といった各プロジェクトの
蓄積を有効活用し、フェーズB2からスタート
軌道上への打上げ（フェーズE1）まで予算措置済み
運用予定期間は3+2年
回帰日数は26日（予定）
衛星ポインティング機能あり
搭載機器
–
–
–
HyperとPanの2つのセンサを同時搭載
空間分解能はHyperが30m、Panが5m
観測幅はいずれも30kmである。
•
•
PRISMAの外観
PRISMA
PanとHyperで観測幅を揃え、ハイパーとパンを融合した
付加価値プロダクトを生成する狙い（ハイパー版のパンシ
ャープン画像）
ハイパースペクトルセンサ
–
–
–
–
–
バンド数：249バンド（可視～短波長赤外）
波長分解能：10nm
空間分解能：30m
観測幅：30km
S/N：600＠650nm、400@1,550nm、200＠
2,100nm
出所：ASI資料
センサ名
Hyper/Pan
バンド数
249 (VNIR:92、SWIR:157)
波長域
400nm – 1010nm (VNIR)
920nm – 2505nm (SWIR)
400nm – 750nm (Pan)
波長分解能
10nm
空間分解能
30m (Hyper)、5m (Pan)
観測幅
30km
S/N
600＠650nm
400＠1,550nm
200＠2,100nm
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
10
７．諸外国の動向調査（中国）
HJ-1Aの外観
•
HJ-1A
–
–
–
•
搭載機器
–
–
•
HJ-1A、HJ-1Bともに共通に4バンドマル
チのCCDカメラを搭載
その他にHJ-1Aにはハイパースペクトル
センサ、HJ-1Bには赤外センサを搭載
ハイパースペクトルセンサ
–
–
–
–
•
2008年9月6日にHJ-1Bと同時に打上げ
られた中国の小型地球観測衛星
HJとはHuan Jingの略であり、
Environment（環境）を意味する
HJシリーズは、今後打上げ予定のSAR
衛星（Sバンド）であるHJ-1Cも含めた3機
構成のコンステレーション運用を計画
バンド数：可視・近赤外域に100バンド超
波長分解能：平均5nm
空間分解能：100m
観測幅：50km
出所：第3回ISIS WG資料
センサ名
Interference Hyperspectral
Imager
バンド数
110-128
波長域
450 – 950nm (VNIR)
波長分解能
5nm (平均)
空間分解能
100m
観測幅
50km
最短再訪
4日
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
11
７．諸外国の動向調査（インド）
•
IMS-1の外観
IMS-1
–
–
2008年4月28日にPSLVで打上げ
CARTOSAT-2Aとその他8機のナノ衛星
との同時打上げ
•
–
–
–
•
以前はTWSAT(Third World Satellite)と
呼ばれていた衛星
打上げ時重量：83kg
サイズ：0.604×0.980×1.129m
出所：ISRO
搭載機器
–
–
•
8機には我が国のCUTE 1.7,SEEDSの2
機を含む
HySI（Hyper-spectral Imager）
Mx(4バンドマルチスペクトルカメラ)
HySI
–
–
–
–
–
–
月探査衛星チャンドラヤーンに搭載され
ていた同名のセンサと同じもの
重量わずか3.4kg
バンド数：可視・近赤外域に64バンド
波長分解能：8nm
空間分解能：約500m
観測幅：約130km
センサ名
HySI（Hyper Spectral Camera）
バンド数
64
波長域
450-950 nm
波長分解能
8 nm
空間分解能
505.6 m
観測幅
129.5 km
量子化ビット数
11ビット
ALOS-2.3 ワークショップ、 2010.3.25 「ハイパースペクトルセンサの開発状況について」NEDO/JAROS/NEC
12

Download Report